低功耗,低电压,慢速(0.1Hz)振荡器?


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今天,我有机会使用可编程的单结晶体管作为计时器来分析非常有趣的电路。

电源变化,电路必须在10uA以下的电流下工作(不算对电容充电)。只要电源高于1.8VDC,它就会每10-30秒触发一次SCR,并且必须在1.8和7.0 VDC的范围内工作。

时间并不严格-触发SCR的大约10-30秒间隔很好(短的正脉冲)。电压越低,时间间隔越长。

关键在于低电流要求(10uA或更小),低电压要求(1.8V)以及一如既往的低成本(即用30美分的微控制器代替10美分的PUT是不理想的)。

我应该寻找其他廉价,低电流,低电压,低精度定时器设计的选择吗?


如此低的电流要求是一个真正的约束,否则我会提到在170µA @ 5V时具有良好的ol'555定时器
Majenko 2011年

1
555个计时器简陋,几乎已过时。它们可能很便宜,但是有更有效的方法来完成其所有功能。
尼克T

Answers:


9

在此处输入图片说明

数据表中的动态电流计算。除施密特的静态电流外,RC可能还会拉动约0.3μA的电流。


哦,我喜欢这个-我将不得不对其进行原型设计,并查看其效果。通过一点点工作,我也许可以摆脱SCR,而这部分数量的价格就是蜜蜂的膝盖。对于那些将来看这个的人,它是NC7SZ14
亚当·戴维斯

Ω

是的,您需要对温度进行测试。300kΩ/ 330nF可以在更高的电流消耗下工作。另请注意,NC7SZ14的电压限制为5.5V。1.8V-7V电压范围很难满足此类CMOS栅极的要求。
markrages 2011年

7

我曾经做过一个功耗不到1µA的微功耗唤醒定时器。我再也找不到原始电路了,但是正如我所记得的,它与拓扑非常接近。无论如何,无论它是否与我之前使用的完全一样,这还是有道理的。

该版本将消耗几微安,但电阻足够高,您不必担心电路板泄漏和额外的清洁度。

在大多数情况下,在定时器关闭状态下,所有晶体管都关闭。C2通过R2从电流缓慢充电。最终,这使Q2的基极高到足以将其导通,从而导通Q1,从而使Q1的集电极变高。这种高涨的优势有两件事。首先,它打开SCR。其次,它暂时打开Q3。然后,Q3对C2进行充电,从而将其关闭,Q1关闭,并且整个循环再次开始。

在这些低电流下,晶体管的性能很差,因此您必须进行实验。该电路的输出频率对电源电压有很大的依赖性,但是您说还可以。我还没有测试这个确切的电路。


选择47μF电容器时要小心。一些廉价的电解液可能会泄漏几μA,这将阻止该电路振荡。
markrages 2011年

@Markrages:是的,这就是为什么我没有指定电解。
Olin Lathrop

3
只是为发问者指出了一个明显的陷阱,该发问者显然在此设计上受成本限制。(该封顶将是赛道上最昂贵的部分。)
标志

@Markrages:是的。不必很精确,如果需要更长的时间常数,R2可能会更高。我当时在想两个并联的22uF陶瓷电容。它甚至不会看到高达1伏的电压,并且会随温度而变化,因此最便宜的陶瓷就可以了。不过,是的,这是一个问题。
Olin Lathrop

3

我将使用由RC网络供电的微功耗电压检测器/ MCU复位芯片(1-2uA)作为张弛振荡器。


+1-我曾经用12C508做这样的事;最初的直觉是使用HC4020 / 4040/4060二进制计数器来分频另一个时钟,但是该芯片的静态电流过高。
杰森S

这是我最初的方法,但是想确保我没有错过更明显的东西。
亚当·戴维斯

3

这是一个单个的施密特栅极-TI的一个74LVC1G125-在1.65V-5.5V范围内具有10uA的最大Icc,声称低于7V的Vcc最大值。但是,另一个被提及的对象具有相同的限制-因此,在此基础上,两者都不可接受或可以接受。

从Digikey到3000数量的成本是6美分。大批量生产时略少。

NC7SZ14数据表显示的是 Quiesecent漏电流,与上述部分相似。

尽管施密特输入在概念上允许任何输入电压都没有问题,但人们会苦苦追问,随着Vi接近1/2 Vcc区域,Icc是否会上升。

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